考虑油膜及密封影响的故障转子系统运动稳定性研究

发布时间：2017-11-14 11:16

  本文关键词：考虑油膜及密封影响的故障转子系统运动稳定性研究

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【摘要】：油膜失稳是转子-滑动轴承系统故障中较为常见的一种故障,其具有突发性和破坏性较大的特点。油膜失稳的发生将使得转子系统在同频周期运动的基础上产生较大的低频振动,从而使系统产生非协调进动,使转轴产生较大的交变应力,此外油膜失稳还将会造成转子振动的加剧,从而可能诱发诸如转定子碰摩等其它故障,直接关系到机组的灾变防治和安全可靠运行。对于汽轮机这样的旋转机械,其蒸汽参数、密封间隙的改变很有可能增大其在转子密封间产生的密封力,从而使转子和密封间发生碰摩的概率增大。因而研究转子-轴承-密封系统滑动轴承和密封导致的失稳规律及复杂的非线性动力学特性,对于改进及提高旋转机械的运动稳定性具有非常重要的意义。考虑非线性油膜力、密封力以及转定子碰摩及支座松动的影响,本文主要研究了一个单跨双盘转子-轴承-密封系统的运动稳定性。首先,运用转子动力学的理论,建立了考虑陀螺效应的双盘光轴转子-轴承系统的集中质量模型,研究了两圆盘在偏心同相位和反相位两种工况下的油膜失稳规律；采用有限元模型和试验验证了集中质量模型的正确性。在此基础上,基于一个单跨双盘阶梯轴转子-轴承系统,证实了之前得到的油膜失稳规律对于单跨双盘转子-轴承系统来说,在一定程度上是具有普遍性的。进而基于单跨双盘光轴转子-轴承系统的集中质量模型,深入研究了两圆盘偏心相位差、偏心量、滑动轴承间隙、润滑油黏度以及滑动轴承长径比对转子系统第1、2阶油膜失稳规律的影响。其次,在单跨双盘光轴转子-轴承系统集中质量模型的基础上,考虑两圆盘处密封的影响,建立了光轴转子-轴承-密封系统的集中质量模型,分析了两圆盘在不同偏心相位差情况下,非线性密封力对转子系统油膜失稳规律的影响,以及各种密封参数(密封压差、密封间隙和密封长度)对系统油膜失稳的影响。然后,针对油膜轴承处可能出现的轴颈和轴承的碰摩问题。在之前建立的单跨双盘光轴转子-轴承-密封系统的集中质量模型的基础上,讨论了两圆盘在同向、反向偏心的两种工况下碰摩力对油膜失稳的影响,以及定子刚度和轴承不对中量的变化对系统油膜失稳规律的影响。最后,针对油膜轴承的支座在系统剧烈振动时可能发生松动的问题。在两圆盘同向、反向偏心的两种工况下,对单跨双盘光轴转子-轴承-密封系统在不同转速下的振动响应进行了仿真分析。分析了在两种工况下不平衡量、松动间隙和支座质量对系统松动的影响。
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH133

【参考文献】

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本文编号：1185160